33

Využívání energie ze slunce

Prohlédni si, jak je možno slunečními paprsky topit nejjednodušším způsobem.

D. Kvasničková

Popiš tento způsob topení podle obrázku – doplň věty:

Na střeše jsou , ve kterých je většinou voda s nemrznoucí směsí. Slunce vodu  a teplá voda se vede do . Z něho se teplá voda rozvádí do   a z domu ze přivádí voda. Ta se dostává nazpět do . Na výměník se může napojit také teplé užitkové vody. Pohyb vody v zařízení udržuje .

V současné době se však častěji využívají fotovoltaické panely, které sluneční energii převádějí hned na energii elektrickou.

Jak vzniká ze slunečního záření elektrický proud?

Už před více než 100 lety byl znám tzv. fotoelektrický jev. Co to je?

Při dopadu světla na povrch kovu se z povrchu kovu uvolňují elektrony, jak ukazuje obrázek

Zdroj: Wikipedia („Photoelectric effect“ od Wolfmankurd – en:Inkscape. Licencováno pod CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photoelectric_effect.svg#/media/File:Photoelectric_effect.svg\

Tento jev může probíhat nejen na povrchu, ale i uvnitř – a v tom případě se uvolněné (tzv. vodivostní) elektrony pohybují uvnitř látky.

Takový jev probíhá i v polovodičích.

Připomeň si, co jsou vodiče a naopak nevodiče elektrického proudu. Uveď příklady.

Vodiče:

Nevodiče (izolanty): 

Co jsou polovodiče?  

Nejčastějším základem polovodičů jsou prvky se 4 elektrony na valenční sféře atomů.

Prohlédni si periodickou soustavu prvků a napiš, které to jsou?

Používají se  polovodiče krystalické, nebo naopak amorfní (např. některá skla i některé organické látky).

Připomeň si, co je základní surovina pro výrobu skla?

Podmínky potřebné pro vedení elektronů (tj. vznik elektrického proudu) představují nepatrné příměsi prvků s větším počtem elektronů ve valenční sféře (polovodiče typu n), nebo naopak s menším počtem elektronů (polovodiče typu p).

n -polovodičích se pohybují elektrony – nosiče záporného elektrického náboje, kdežto

p-polovodičích se pohybují „díry“ po elektronech, které mají kladný náboj..

Proud elektronů (tj. vznik elektrického proudu) způsobuje vliv částic (fotonů) světla.

 

Princip fotovoltaického článku ukazuje obrázek. Pozoruj obrázek a znovu sleduj text.

D. Kvasničková

Každý polovodičový článek se skládá z tenkých destiček polovodiče n a polovodiče p. Destičky se kovovými kontakty spojí a na přechodu P –N vlivem částic (fotonů) světla začne článkem procházet stejnosměrný elektrický proud.

http://www.astro-grpr.wz.cz/ihy/files/fyzikalni_teorie.html
By Profesrdogood - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=50604880


                jednotlivý solární článek                                                               solární panel

Jednotlivé články se spojují do panelů, které se umísťují na střechy nebo na větší plochy do tzv. fotovoltaických polí.  

Prohlédni si  umístění fotovoltaických panelů na střeše domu.

Proč se stejnosměrný proud převádí na střídavý a proč?

A co ještě umožňuje transformace  stejnosměrného proudu na střídavý elektrický proud běžný ve veřejné síti? 

A co když sluníčko nesvítí? 


11